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模型制备

诱发性类风湿性关节炎动物模型

2016年04月18日 浏览量: 评论(0) 来源:《人类疾病动物模型》 作者:刘恩岐 李亮平 师长宏 责任编辑:wlladmin
摘要:至今为止在RA研究上,诱发性动物模型应用最广。它不仅可用啮齿类动物制作,亦可用兔、犬和猴。诱发剂的种类亦很多,其中AA模型、CIA模型和OIA模型报道较多。但这些诱发性动物模型在病理改变和免疫系统调节紊乱上与人的临床表现还有一定的差距,如没有抗核抗体,也没有RA的皮下结节、浆膜炎、血管炎等表现,RA动物模型只是在一定条件下。侧重于某一个或某几个因素而建立起来的。不能完全反映RA的所有特点。

至今为止在RA研究上,诱发性动物模型应用最广。它不仅可用啮齿类动物制作,亦可用兔、犬和猴。诱发剂的种类亦很多,其中AA模型、CIA模型和OIA模型报道较多。但这些诱发性动物模型在病理改变和免疫系统调节紊乱上与人的临床表现还有一定的差距,如没有抗核抗体,也没有RA的皮下结节、浆膜炎、血管炎等表现,RA动物模型只是在一定条件下。侧重于某一个或某几个因素而建立起来的。不能完全反映RA的所有特点。

 (一)佐剂性关节炎模型

【造模机制】佐剂可引起局部淋巴结的炎症反应,有利于刺激免疫细胞的增殖作用。用福氏完全佐剂(complete Freund's adjuvant,CFA)免疫动物,可刺激免疫细胞的增殖,使动物机体免疫功能异常增高,产生针对关节滑膜的自身免疫反应,免疫复合物沉积在关节腔内,产生类似于类风湿性关节炎的改变。

【造模方法】用液状石蜡与无水羊毛脂按2:1或6:4比例混合,加入80℃灭活卡介苗(BEG),调制成浓度为10g/L的BCG乳剂,充分碾磨,形成油包水乳剂。将充分乳化混匀的CFA在大鼠后肢足跖部皮下注射法,一侧一次注入0.1ml。CFA注射后,观察大鼠的反应、关节肿胀情况、组织病理学改变以及淋巴细胞亚群的改变。该模型叫AA(adjuvant arthritis)大鼠模型。

注意:①配制CFA时,应将各种成分在研钵中充分研磨,或用三通管连接两个注射器反复推注,充分混匀,形成油包水乳剂,以延缓佐剂吸收,长时间刺激免疫系统。②年幼(<21日龄)或年长(>9个月龄)的大鼠均不易诱导佐剂性关节炎。

【模型特点】AA模型原发病变主要表现为局部的炎性反应,续发病变一般于致炎后10~20天左右出现,20天左右达到高峰。炎症以踝关节为重,可侵及足垫、全足。病理改变为滑膜下组织炎症,滑膜增生,血管翳形成,软骨破坏;4周后,关节红肿减退,骨质减少,新骨形成,关节间隙变窄,形成不可逆的关节改变。

【模型评估和应用】AA模型可用于类风湿性关节炎的发病机制、自身免疫病理调节的研究以及类风湿性关节炎药物的药效学研究。

AA大鼠模型于致敏后发生双侧后肢踝关节明显肿胀,致敏侧踝关节系炎性肿胀,而致敏对侧则为继发性自身免疫性肿胀,提示AA大鼠模型与 RA患者在关节肿胀方面具有相似性。但AA大鼠模型表现有明显的T细胞功能紊乱现象,而RA患者多同时表现有体液和细胞免疫功能的异常,这是 AA大鼠模型免疫功能紊乱与RA患者的不同之处。

该模型的方法简单易行,病理表现也类似于 RA,但缺乏慢性病理过程,病变具有一定自限性,在病理生理学等方面又有一定的差别。单独使用 AA大鼠模型有一定局限性。

(二)胶原诱导性关节炎模型

【造模机制】胶原蛋白(collagen)是细胞外间质成分,分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。Ⅰ型和Ⅲ型胶原存在于皮肤和一些器官的间质中,而Ⅱ型胶原大量存在于关节软骨中。用异源性Ⅱ型胶原免疫动物,可诱导体内产生针对关节软骨中的Ⅱ型胶原的自身免疫反应,建立胶原诱导性关节炎模型。

【造模方法】将异源性Ⅱ型胶原溶于0.1mol/ L醋酸中,配成2g/L的溶液,在4℃下搅拌使之充分溶解,置4℃冰箱中过夜;再将Ⅱ型胶原与CFA两者等体积混合、乳化,制成CⅡ乳剂(即每毫升含 lmgCⅡ和1m9卡介苗)。

1.小鼠胶原诱导性关节炎(collagen-induced arthritis,CIA)模型的制备  将该乳剂于每只小鼠的尾根部皮内注射0.1ml致炎,第20天腹腔注射该乳剂0.1ml作为激发注射。

2.大鼠CIA模型的制备  大鼠背部剃毛,用1ml乳剂分4~6个部位注射大鼠背部皮内,1周后加强免疫1次,注射0.5ml。

免疫诱导后,观察动物的反应、关节肿胀情况、组织病理学改变以及淋巴细胞亚群的改变。

【模型特点】小鼠致敏后第24天小鼠出现关节肿胀,首先出现红肿的是两个后足,然后蔓延到前足和尾部并日趋严重,36天达最高峰。另外,在发病过程中,动物的毛色失去光泽,轻微脱毛,体重减轻,伴有耳及尾部的炎症病灶。

大鼠致敏7天后,部分大鼠的踝关节皮肤发红,轻度肿胀,病理切片显示轻度炎症;14天后大部分大鼠踝关节出现肿胀,足踝部皮肤发亮、充血,关节活动受限,病理切片显示滑膜组织增生肥厚,有较多炎细胞浸润;21天后关节肿胀继续加重,部分大鼠出现皮肤溃疡,病理切片显示有丰富的血管翳形成,关节软骨受到侵蚀;5~6周后病理改变进一步加重,关节软骨及软骨下骨质均受血管翳的侵蚀和破坏。

CIA免疫学特点是CD4+T细胞起着主要调节因素,而抗胶原蛋白Ⅱ型自身抗体、炎性细胞因子等体液免疫因素也在其病理过程中起到重要作用。

【模型评估和应用】CIA模型可用于类风湿性关节炎的发病机制、自身免疫病理调节、细胞因子作用的研究以及类风湿性关节炎药物的药效学研究。CIA的诱导与动物品系有关,异种Ⅱ型胶原在DA、BB、DR和LEW大鼠中具有高诱导发生率,而BM或F344大鼠则敏感性较差。

CIA模型的临床表现为多发性末梢关节炎,病理变化主要是增生性滑膜炎,继之关节软骨破坏,直至骨的破坏。单核细胞浸润并持续存在于滑膜中,动物体内存在针对自身Ⅱ型胶原的高滴度IgC,抗体,提示在疾病的发病中免疫过程是主要的。

(三)卵蛋白诱导的关节炎模型

【造模机制】卵蛋白(albumen)是异种蛋白,用卵蛋白免疫动物,使动物机体产生针对卵蛋白免疫反应。最后在关节腔内注入卵蛋白,使针对卵蛋白的抗体与卵蛋白结合,并激活补体,导致免疫复合物沉积在关节腔内,使滑膜炎持续存在,滑膜增生,血管翳形成,建立卵蛋白诱导的关节炎模型。

【造模方法】造模多采用大鼠。用卵蛋白溶解于生理盐水,配成20g/L的溶液,与等量CFA混匀,注入大鼠背部皮下致敏,每次1ml,每周1次,连续3周致敏。末次注射后1周,在关节腔内注入5mg溶解的卵蛋白。

免疫诱导后,观察大鼠的反应、关节肿胀情况、组织病理学改变以及淋巴细胞亚群的改变。

【模型特点】末次注射后24小时内,出现关节肿胀增粗,表面温度大幅度上升,病理表现为急性滑膜炎,大量渗出液。随后关节肿胀有所减轻,至14~21天达到平台期,发病率达100%。关节滑膜明显增生,血管翳形成,滑膜细胞由1~3层增至5~10层,以单核细胞、巨噬细胞为主,其次为淋巴细胞,以CD4+T淋巴细胞多见。这一阶段部分动物可出现早期软骨破坏。4周后出现不可逆的关节软骨及骨破坏,有软骨细胞的坏死、软骨纤维化、软骨下新骨形成,最后可出现骨变形,到6个月时慢性炎症可仍存在。

【模型评估和应用】卵蛋白诱导的关节炎模型可用于类风湿性关节炎的发病机制、自身免疫病理调节、细胞因子作用的研究以及类风湿性关节炎药物的药效学研究。

OIA模型的发病机制主要是由于关节内抗原的持续存在,刺激滑膜细胞分泌抗体,形成抗原-抗体-C3复合物,使滑膜炎持续存在,滑膜增生,血管翳形成。免疫球蛋白及C3复合物亦发现于RA患者的关节软骨上,证明由卵蛋白诱导的关节炎模型与RA在发病机制上有某些类似。

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